前瞻產業研究院院長徐文強：鋰離子電池產業未來可期，技術創新推動產業高質量發展

11月17日，前瞻產業研究院院長、前瞻碳中和戰略研究院院長徐文強在第二十四屆中國國際高新技術成果交易會先進制造展暨2022新能源制造產業服務高峰論壇上發表了《中國鋰電產業發展的風險挑戰和技術前瞻》的主旨演講，為雙碳背景下的鋰電關鍵技術投資機遇和發展挑戰帶來了新的見解。

【資料圖】

中國成為全球最大鋰離子電池市場，新能源汽車和儲能領域未來可期

上個世紀七十年代，世界上第一塊鋰離子電池誕生。經歷了二十多年的發展，鋰離子電池才真正實現了商業化。

隨著鋰離子電池不斷發展，國內外鋰離子電池市場不斷增長。2021年，全球鋰離子電池出貨量為562GWh，同比增長91%；而中國鋰離子電池出貨量達到327GWh，同比增長130%。中國不僅是全球最大的鋰離子電池市場，市場增速也領先全球。

2015-2021年國內外鋰離子電池出貨量情況（單位：GWh）  

2016-2021年國內外鋰離子電池市場增速對比（單位：%）

（資料來源：GGII；EVTank前瞻產業研究院整理）

除了對出貨量的需求外，對鋰離子電池應用領域的需求也不斷豐富。目前，市場上的鋰離子電池主要分為消費型、動力型和儲能型。在中國上，動力型電池逐漸成為鋰離子電池行業主導力量。

2012年，中國鋰離子電池主要為手機、電腦等消費型電池產品，市場占比高達92%，動力型鋰離子電池市場僅占5%。隨著電動車產量迅猛增長，動力型鋰離子電池出貨量與日俱增， 2021年動力型鋰離子電池產量占比達到68%。

2012-2020年中國鋰離子電池結構變化情況（按出貨量）（單位：%）

（資料來源：工信部；中國電子信息產業發展研究院 前瞻產業研究院整理）

在鋰離子電池行業的發展趨勢方面，徐文強院長指出，新能源汽車和儲能領域未來可期。一方面，新能源汽車成為了最大的鋰離子電池市場。2030年中國新能源汽車銷售規模在1700-1900萬輛，這有望帶動動力鋰離子電池出貨達到TWh級別；另一方面，在碳中和的大背景下，風電和光伏發電將成為電力行業轉型的重要趨勢，儲能則是實現轉型的重要保障。保守估計到2030年中國儲能領域存在近800GWh的缺口，電力儲能電池有望成為行業新的增長點。

安全問題、資源成本等成為鋰電池產業發展挑戰

雖然潛力巨大，鋰離子電池在安全問題、資源成本、能量密度、使用壽命、低溫性能和回收問題等方面存在挑戰。

鋰離子電池安全問題的根源主要是電池的熱失控。以新能源汽車為例，近年來隨著新能源汽車的推廣普及，在新能源汽車保有量迅速增長的同時自燃、起火等安全事故頻頻發生。

由于全球鋰資源分布不均有約75%都分布在政局不穩定的國家，可開采的鋰礦資源項目較為稀缺，主要鋰供給有限。因此下游新能源汽車和儲能領域對鋰資源需求的增長使得鋰市場價格屢創新高，使得鋰離子電池降本難。

同時，盡管鋰離子電池技術和市場快速發展使得電池能量密度已有明顯提升，然而缺乏可行的未來正極材料來繼續提高鋰離子電池的能量密度，給鋰離子電池產業持續發展帶來了重大挑戰。

除此之外，鋰離子電池的循環壽命和溫度范圍問題亟待解決，需要進一步提升滿足未來市場需求；大規模電池退役帶來的回收挑戰也不容忽視。

構成材料技術創新推動鋰離子電池行業高質量發展

基于鋰離子電池產業發展面臨的諸多挑戰，產業進一步發展還需通過技術創新，促進鋰離子電池產業進步。

鋰離子電池性能現狀及目標

（資料來源：Yi Cui等 前瞻產業研究院整理）

徐文強院長指出，提高鋰離子電池的能量密度和穩定性，需要從正極、負極、電解液等重要構成材料部分找準切入點，進行技術突破創新，以推動鋰離子電池行業高質量發展。

正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料，占鋰電池成本的三成以上。正極材料包括磷酸鐵鋰和三元材料。其中，CTP(Cell To Pack)等結構設計創新為補足磷酸鐵鋰電池的能量密度短板提供了思路，比亞迪的刀片電池設計便是結構創新的典型案例；三元材料高鎳化發展能夠有效提升能量密度的同時，還能夠通過減少資源匱乏、價格高的鈷金屬的含量，降低材料的生產成本和元素供應風險。

由于有機電解液的易燃性是電池熱失控的重要原因之一，因此鋰離子電池電解液的改進被認為是能夠改善電池安全性問題的有效途徑。例如添加阻燃劑、使用不易燃的電解液、用水系電解液替代有機電解液等方式可以提高電解液安全。

負極材料已經從單一的人造石墨發展到了天然石墨、人造石墨為主，隨著新能源汽車能量密度要求的不斷提升，需要新一代負極材料與正極材料相匹配。現實中，硅基材料可提供1000mAh/g以上的穩定容量，是最有潛力的負極材料之一。

關于前瞻碳中和戰略研究院

徐文強院長在發表上述《中國鋰電產業發展的風險挑戰和技術前瞻》的主旨演講時，多次提及「前瞻碳中和戰略研究院」。「前瞻碳中和戰略研究院」是在助力國家實現“雙碳”目標，推動實現應對氣候變化中長期目標和愿景，對接新發展理念和應對氣候變化國家戰略的時代背景下專門成立的。

「前瞻碳中和戰略研究院」是以前瞻產業研究院為背景，以“自研大數據+技術落地實踐”為核心，聚焦碳中和領域的政策、技術、產品等開展研究，瞄準國際科技前沿，服務國家重大戰略需求，為各級政府提供碳達峰、碳中和的戰略路徑管理咨詢，幫助各類企業單位節能減排低碳轉型提供解決方案，促進綠色低碳和高質量發展。

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